使用阳离子交换树脂的掺合物的糖类色谱分离制造技术

一种用于从含糖液体进料混合物分离糖类的色谱方法，其通过：使所述液体进料混合物与包含用磺酸基官能化的交联共聚物基质的阳离子交换树脂层接触，并且从所述层回收第一产物流，与所述液体进料混合物中所存在的糖类相比，所述第一产物流的糖类纯度更高。所述方法的特征在于所述阳离子交换树脂层包括：i)至少80重量％包括碱土金属反离子的阳离子交换树脂，和ii)至少5重量％包括碱土金属反离子的阳离子交换树脂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用离子交换介质的糖类色谱分离。
技术介绍
离子交换树脂通常用于在含糖液体进料混合物内色谱分离糖类。参见例如US5176832、US5221478和SU1507799。商业上更加重要的一种分离涉及从果糖/葡萄糖混合物分离果糖以便增加果糖浓度，例如从小于50重量％的纯度增加到大于90重量％。传统上，已在所述分离中使用其钙离子形式的凝胶型强酸阳离子交换树脂。
技术实现思路
本专利技术包括一种从含糖液体进料混合物分离糖类的色谱方法，其通过：使液体进料混合物与包含用磺酸基官能化的交联共聚物基质的阳离子交换树脂层接触，并且从所述层回收第一产物流，与液体进料混合物中所存在的糖类相比，第一产物流的糖类纯度更高。所述方法的特征在于阳离子交换树脂层包括：i)至少80重量％包括碱土金属反离子的阳离子交换树脂，和ii)至少5重量％包括碱土金属反离子的阳离子交换树脂。在一优选的实施例中，液体进料混合物包括分离成独立产物流的多种糖类，与包括碱土金属或碱土金属反离子的阳离子交换树脂层相比，所述产物流的糖类分辨率程度更高(例如，至少提高10％)。附图说明图1是来自展示糖类(葡萄糖-果糖)分辨率的实例的数据图，所述糖类分辨率取决于与本专利技术方法中所使用的钙离子形式的阳离子交换树脂合并的钠形式的阳离子交换树脂的重量百分比。具体实施方式本专利技术包括一种从含糖液体进料混合物分离第一糖类的色谱方法，其包括以下步r>骤：使进料混合物与阳离子交换树脂层接触，和回收与进料混合物相比第一糖类纯度更高的第一产物流。还可以回收其它产物流，包括纯度相对较高的次要组分(例如，不同糖类)。次要组分可以选自以下化合物中的一个或多个：不同于第一糖类组分的第二糖类组分，和非糖组分，如无机盐、氨基酸、醇类、有机酸和有机酸盐。在优选实施例中，液体进料混合物包括至少两种糖类组分。备受关注的糖类包括葡萄糖、果糖、乳糖、蔗糖、麦芽糖、葡萄糖、半乳糖、山梨糖、木糖、甘露糖、异麦芽糖、水苏糖、阿拉伯糖、塔格糖、棉籽糖和低聚糖。备受关注的是包含果糖和葡萄糖的液体混合物。非糖组分是在液体进料混合物中实质上不干扰糖类或糖类容器的分离的化合物。合适的无机盐是可以溶于液体混合物的那些无机盐，并且优选地选自碱金属或碱土金属卤化物。合适无机盐的实例是氯化钾、氯化钠、氯化钙、氯化镁、硫酸钾和碳酸钠。合适氨基酸是可以溶于液体混合物的含碳化合物，并且具有至少一个氨基(-NH2)和一个羧基(COOH)。合适氨基酸的实例是甘氨酸、丙氨酸、谷氨酰胺、赖氨酸和苯丙氨酸。优选氨基酸的碳原子含量是10或小于10、并且更优选是7或小于7。合适的醇类在本质上可以是单羟基或多羟基醇类，并且优选地具有10个碳原子或小于10个的碳原子。优选的醇类具有一个到约7个碳。合适醇类的实例是甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、正戊醇、正己醇、环己醇和正辛醇。特别优选的醇类包括多元醇。合适的有机酸具有至少一个羧基并且碳原子含量是10个或小于10个。优选的有机酸具有一个到7个碳。合适有机酸的实例是苯甲酸、柠檬酸、乙酸、甲酸、丙酸、丁酸和所述酸的盐。当酸是其盐形式时，反离子优选是碱金属或碱土金属离子，如钠离子、钾离子或钙离子。本专利技术方法中所使用的阳离子交换树脂优选地以珠粒形式提供。可应用树脂包括交联共聚物基质，其衍生自使包括单亚乙烯基单体(如苯乙烯)和交联剂(如二乙烯基苯)的单体混合物聚合，例如通过使包含苯乙烯连同其它任选单亚乙烯基单体、交联单体(包括二乙烯基苯)、自由基引发剂和任选地相分离稀释剂的细微粉碎有机相悬浮聚合。虽然交联共聚物可以是大孔型或凝胶型，但凝胶型共聚物为优选的。术语“凝胶型”和“大孔型”在所属领域中众所周知并且一般描述共聚物珠粒孔隙度的性质。如所属领域中所常用，术语“大孔型”意谓共聚物具有大孔和中孔。术语“微孔”、“胶状(gellular)”、“凝胶”和“凝胶型”是同义语，描述孔径小于约20埃(Angstroms)的共聚物，而大孔型共聚物珠粒具有约到约的中孔和大于约的大孔。凝胶型和大孔型共聚物珠粒以及其制备进一步描述于US4,256,840和US5,244,926中，其全部内容以引入的方式并入本文中。交联共聚物树脂珠粒的中值珠粒直径优选地是100到1000微米。珠粒可以具有高斯(Gaussian)粒度分布，但优选地具有相对均匀的粒度分布，也就是“单分散”，也就是说，至少90体积％的珠粒的粒径是体积平均粒径的约0.9到约1.1倍。共聚物珠粒可以使用所属领域中众所周知的技术转化成磺化的阳离子交换树脂。举例来说，可以使用例如美国专利第3266007号、第2500149号、第2631127号、第2664801号和第2764564号所描述的方法由交联共聚物珠粒制备磺化树脂，所述专利的相关教示以引入的方式并入本文中。一般来说，磺化的阳离子交换树脂通过在一温度下使交联共聚物珠粒与磺化剂反应足以获得所需磺化程度的时间来制备，所述磺化剂如浓硫酸(以总重量计硫酸至少约95重量百分比的酸)、发烟硫酸、氯磺酸或三氧化硫。优选的磺化剂是浓硫酸。浓硫酸的量应足以在反应期间提供适当混合，约6∶1到约20∶1的酸与珠粒的重量比一般是足够的。典型地，在约0℃到约200℃的温度下将酸和共聚物珠粒维持足以获得干重能力是至少约0.5毫当量每克(meq/g)的树脂的时间。本专利技术还可以采用仅特定的共聚物区域经官能化的树脂。如欧洲专利申请EP-A-0361685中所描述，所述树脂的实例是仅外部部分或壳经官能化的那些树脂。磺化后，树脂可以通过用水洗涤来水解并且转化成碱(alkalioralkaline)金属盐。首先优选地将树脂用一系列硫酸水溶液洗涤，所述溶液中的每一个连续地比前述酸洗中所使用的硫酸溶液更稀，并且最后用水洗涤。其后，可以将经洗涤树脂通过与具有所需金属反离子的水溶性金属盐或碱的饱和水溶液接触来将经洗涤树脂转化成所需金属盐形式。举例来说，可以将树脂通过与氯化钙或氢氧化钙溶液接触来将其转化成其钙离子形式。可以使用合适的所需金属的水溶性盐以类似方式将树脂转化成其它形式。用于制备可应用阳离子交换树脂的方法描述于US5176832和US5221478中，两个专利的全部内容均并入本文中。本专利技术中所使用的阳离子交换树脂层优选地包括i)至少75重量％(并且更优选至少80重量％)的包含碱土金属反离子(优选地至少一个而且选自钙离子、锶离子和钡离子的组合)的阳离子交换树脂，和ii)至少5重量％包含碱土金属反离子(优选地选自至少一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从含糖液体进料混合物分离第一糖类的色谱方法，其通过：使所述液体进料混合物与包含用磺酸基官能化的交联共聚物基质的阳离子交换树脂层接触，和从所述层回收第一产物流，与所述液体进料混合物中所存在的糖类相比，所述第一产物流的第一糖类纯度更高，其中所述方法的特征在于所述阳离子交换树脂层包含：i)至少75重量％包含碱土金属反离子的阳离子交换树脂，和ii)至少5重量％包含碱土金属反离子的阳离子交换树脂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.05 US 61/8741171.一种用于从含糖液体进料混合物分离第一糖类的色谱方法，其通过：
使所述液体进料混合物与包含用磺酸基官能化的交联共聚物基质的阳离子交换
树脂层接触，和
从所述层回收第一产物流，与所述液体进料混合物中所存在的糖类相比，所述第
一产物流的第一糖类纯度更高，其中所述方法的特征在于所述阳离子交换树脂层包
含：
i)至少75重量％包含碱土金属反离子的阳离子交换树脂，和
ii)至少5重量％包含碱土金属反离子的阳离子交换树脂。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述碱土金属反离子选自以下中的至少一个：
钙离子、锶离子和钡离子。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述碱土金属反离子选自以下中的至少一个：
锂离子、钠离子和钾离子。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述交联共聚物基质衍生自包含苯乙烯和二乙
烯基苯的...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·皮斯，G·普，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US